JP2013242547A - Optical scanner, and image forming apparatus including the optical scanner - Google Patents
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Abstract
【課題】 回転多面鏡202が回転することによって生じる熱をおびた気流がビームスプリッター210とPD211との間に配置されたレンズ215に直接当たることによって精度の高い光量制御を実行することができない。
【解決手段】 回転多面鏡202及びモータが配置された領域とレンズが配置された領域との間に壁を設ける。
【選択図】 図6PROBLEM TO BE SOLVED: To perform light amount control with high accuracy by direct contact of a heat flow generated by rotation of a rotary polygon mirror 202 with a lens 215 disposed between a beam splitter 210 and a PD 211.
A wall is provided between a region where a rotating polygon mirror 202 and a motor are arranged and a region where a lens is arranged.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、感光体を走査する光ビームを出射する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device that emits a light beam that scans a photosensitive member, and an image forming apparatus including the optical scanning device.
電子写真方式の複写機及びプリンタ等の画像形成装置は、感光体上をレーザ光等の光ビームで露光することによって感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像することで画像を形成する。感光体を露光するレーザ光を出射する装置として光走査装置が用いられている。 An image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and a printer develops an electrostatic latent image formed on a photosensitive member by exposing the photosensitive member with a light beam such as a laser beam to develop an image with toner. Form. An optical scanning device is used as a device for emitting laser light for exposing a photosensitive member.
上記光走査装置は、光源である半導体レーザからの光束を略平行な光束に変換した後、回転多面鏡(ポリゴンミラー)等で偏向する。回転する回転多面鏡によって偏向された光ビームは感光体を略直線状に走査する。 The optical scanning device converts a light beam from a semiconductor laser as a light source into a substantially parallel light beam, and then deflects the light beam with a rotating polygon mirror (polygon mirror) or the like. The light beam deflected by the rotating polygon mirror scans the photoreceptor in a substantially straight line.
近年の光走査装置は、画像形成速度の高速化、画像の高解像度化に対応するため、複数の発光点から出射される複数のレーザ光によって感光体を露光する。特に、垂直共振器型面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting LASER。以下、VCSELとする。)は多数の発光点のアレイ化が容易であるため、光走査装置の光源に用いることが提案されている。 Recent optical scanning apparatuses expose a photosensitive member with a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting points in order to cope with an increase in image forming speed and a resolution of an image. In particular, a vertical cavity surface emitting laser (hereinafter referred to as a VCSEL) is easily arrayed with a large number of light emitting points, and is proposed to be used as a light source for an optical scanning device. .
光走査装置では光源から出射された光ビームの光量を光学センサで検出し、検出される光量に基づいて光源から出射される光ビームの光量を制御する。VCSELは端面発光型半導体レーザと異なり、感光体に導かれる光ビームに対応する背面レーザ光が存在しない。そのため、VCSELから出射される光ビームの光量を制御するために、感光体に向かって出射される光ビームの一部をビームスプリッター等で分離し、分離された一方の光ビームを回転多面鏡によって偏向して感光体上に導き、他方の光ビームを光学センサに導いて光量を検出する光走査装置が提案されている(特許文献1参照)。ビームスプリッターを通過して感光体に導かれる光ビームの光量と光学センサに導かれる光ビームの光量との光量比率はビームスプリッターの反射率によって一義的に決まっている。そのため、光学センサの受光光量に応じてVCSELから出射する光ビームの光量を制御することによって感光体に到達する光ビームの光量を目標光量に制御することができる。 In the optical scanning device, the light amount of the light beam emitted from the light source is detected by an optical sensor, and the light amount of the light beam emitted from the light source is controlled based on the detected light amount. Unlike an edge emitting semiconductor laser, a VCSEL does not have a back laser beam corresponding to a light beam guided to a photoconductor. Therefore, in order to control the amount of light beam emitted from the VCSEL, a part of the light beam emitted toward the photosensitive member is separated by a beam splitter or the like, and one separated light beam is separated by a rotating polygon mirror. There has been proposed an optical scanning device that deflects and guides it onto a photosensitive member, and detects the amount of light by guiding the other light beam to an optical sensor (see Patent Document 1). The light amount ratio between the light amount of the light beam that passes through the beam splitter and is guided to the photosensitive member and the light amount of the light beam that is guided to the optical sensor is uniquely determined by the reflectance of the beam splitter. Therefore, the light amount of the light beam reaching the photosensitive member can be controlled to the target light amount by controlling the light amount of the light beam emitted from the VCSEL according to the received light amount of the optical sensor.
しかしながら、画像形成時に回転多面鏡を回転させるモータが熱源となり次のような課題が生じる。即ち、回転多面鏡が回転すると、回転多面鏡の半径方向外側に向かって気流が発生する。気流はモータが発熱することによって熱を帯びた気流となり、この気流が光学センサ及びビームスプリッターと光学センサとの間に配置されたレンズに直接あたる。これによって、レンズの光学特性(屈折率等)の変動やレンズの設置位置の熱変形による設置位置の変動が生じてしまい、ビームスプリッターから光学センサに向かう光ビームの光路を変動させる可能性がある。光ビームの光路の変動を強要する受光面積を有する光学センサを用いると光学センサにかかるコストが増大する精度の高い光量制御を行うことができなくなる。本発明は、ビームスプリッターから光学センサに向かう光ビームの光路変動を抑制した精度の高い光量制御を行うことができる光走査装置を提供する。 However, the motor that rotates the rotary polygon mirror during image formation becomes a heat source, and the following problems occur. That is, when the rotating polygon mirror rotates, an air flow is generated toward the radially outer side of the rotating polygon mirror. The airflow is heated by the heat generated by the motor, and this airflow directly hits the optical sensor and the lens disposed between the beam splitter and the optical sensor. As a result, fluctuations in the optical characteristics (refractive index, etc.) of the lens and fluctuations in the installation position due to thermal deformation of the lens installation position may occur, and the optical path of the light beam from the beam splitter toward the optical sensor may be changed. . If an optical sensor having a light receiving area that strongly requires fluctuations in the optical path of the light beam is used, it becomes impossible to perform highly accurate light quantity control that increases the cost of the optical sensor. The present invention provides an optical scanning device capable of performing light amount control with high accuracy while suppressing optical path fluctuations of a light beam traveling from a beam splitter to an optical sensor.
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の光走査装置は、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを第1の光ビームと第2の光ビームとに分離するビームスプリッターと、前記ビームスプリッターによって分離された前記第1の光ビームが感光体上を走査するように前記第1の光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動するモータと、前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームを前記感光体に導く第1のレンズと、前記ビームスプリッターによって反射された第2の光ビームを受光する光学センサと、前記ビームスプリッターに入射する前記光ビームの光束に関して前記第1のレンズとは反対側であって、前記ビームスプリッターと前記光学センサとを結ぶ線分上に配置され、前記ビームスプリッターによって分離された前記第2の光ビームが入射し、入射した前記第2の光ビームを前記光学センサに集光させる第2のレンズと、前記ビームスプリッター、前記第1のレンズ、前記回転多面鏡、前記モータ、前記光学センサ、及び前記第2のレンズが配置される光学箱と、を備え、前記光学箱は、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第2のレンズが配置された領域との間に前記光学箱の底面から立設する壁を備え、前記光学箱の底面からの前記壁の高さは前記光学箱の底面から前記回転多面鏡までの高さよりも高いことを特徴とする。また、本願発明の光走査装置は、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを第1の光ビームと第2の光ビームとに分離するビームスプリッターと、前記ビームスプリッターによって分離された前記第1の光ビームが感光体上を走査するように前記第1の光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動するモータと、前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームを前記感光体に導く第1のレンズと、前記ビームスプリッターによって反射された第2の光ビームが入射する光学センサと、前記光源から出射されて前記ビームスプリッターに入射する前記光ビームの光束に関して前記第1のレンズとは反対側であって、前記ビームスプリッターと前記光学センサとを結ぶ線分上に配置され、前記ビームスプリッターによって分離された前記第2の光ビームが入射し、入射した前記第2の光ビームを前記光学センサに集光させる第2のレンズと、前記ビームスプリッター、前記第1のレンズ、前記回転多面鏡、前記モータ、前記光学センサ、及び前記第2のレンズが配置される光学箱と、を備え、前記光学箱は、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第2のレンズが配置された領域との間の前記光学箱の底面から立設し、前記回転多面鏡の反射面に対向する壁を備えることを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an optical scanning device of the present invention includes a light source that emits a light beam, a light beam emitted from the light source, a first light beam, and a second light beam. A beam splitter for separating the first light beam, a rotary polygon mirror for deflecting the first light beam so that the first light beam separated by the beam splitter scans on a photosensitive member, and the rotary polygon mirror is driven to rotate. A first lens for guiding the first light beam deflected by the rotary polygon mirror to the photoconductor, an optical sensor for receiving the second light beam reflected by the beam splitter, The light beam incident on the beam splitter is disposed on a line segment that is opposite to the first lens with respect to the light beam of the light beam and that connects the beam splitter and the optical sensor. The second light beam separated by the beam splitter is incident, the second lens that focuses the incident second light beam on the optical sensor, the beam splitter, the first lens, the An optical box in which the rotary polygon mirror, the motor, the optical sensor, and the second lens are arranged, and the optical box includes an area in which the rotary polygon mirror and the motor are arranged and the second box. A wall standing from the bottom surface of the optical box between the lens and the region where the lens is disposed, and the height of the wall from the bottom surface of the optical box is higher than the height from the bottom surface of the optical box to the rotary polygon mirror It is also characterized by high. The optical scanning device according to the present invention includes a light source that emits a light beam, a beam splitter that separates the light beam emitted from the light source into a first light beam and a second light beam, and the beam splitter. The separated first light beam is deflected by a rotating polygon mirror that deflects the first light beam so as to scan on the photosensitive member, a motor that rotationally drives the rotating polygon mirror, and the rotating polygon mirror. A first lens that guides the first light beam to the photosensitive member, an optical sensor on which the second light beam reflected by the beam splitter is incident, and a light source that is emitted from the light source and incident on the beam splitter. The light beam is disposed on the opposite side of the first lens with respect to the light beam and on a line segment connecting the beam splitter and the optical sensor. A second lens for allowing the second light beam separated by the splitter to be incident thereon and condensing the incident second light beam on the optical sensor; the beam splitter; the first lens; An optical box in which the mirror, the motor, the optical sensor, and the second lens are disposed, and the optical box includes an area in which the rotary polygon mirror and the motor are disposed and the second lens. It is provided with the wall which stood up from the bottom face of the said optical box between the area | regions arrange | positioned, and opposes the reflective surface of the said rotary polygon mirror.
本願発明によれば、回転多面鏡及びモータが配置された領域とレンズが配置された領域との間に光学箱の底面からの高さが回転多面鏡の高さよりも高い壁が設けられているため、ビームスプリッターから光学センサに向かう光ビームの光路変動を抑制することができる。 According to the present invention, a wall having a height from the bottom surface of the optical box higher than the height of the rotary polygon mirror is provided between the area where the rotary polygon mirror and the motor are arranged and the area where the lens is arranged. Therefore, the optical path fluctuation of the light beam traveling from the beam splitter to the optical sensor can be suppressed.
(実施例1)
図1は、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルフルカラープリンター(カラー画像形成装置)の概略断面図である。図2A及び図2Bは、図1に示すデジタルフルカラー複写機に備えられる光ビーム出射装置であるところの光走査装置の斜視図(a)、上面図(b)、断面図(c)、及び要部構成図(d)である。なお、実施例をカラー画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置を例に説明するが、実施の形態はカラー画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置に限られるものではなく単色のトナー(例えば、ブラック)のみで画像形成する画像形成装置及びそれに備えられる光走査装置であっても良い。
Example 1
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a digital full-color printer (color image forming apparatus) that forms an image using a plurality of color toners. 2A and 2B are a perspective view (a), a top view (b), a cross-sectional view (c), and a main part of an optical scanning device which is a light beam emitting device provided in the digital full-color copying machine shown in FIG. It is a part block diagram (d). In addition, although an Example demonstrates a color image forming apparatus and the optical scanning device with which it is provided as an example, embodiment is not restricted to a color image forming device and the optical scanning device with which it is provided, but a monochromatic toner (for example, An image forming apparatus that forms an image only with black) and an optical scanning device provided in the image forming apparatus may be used.
まず、図1を用いて本実施例の画像形成装置100について説明する。画像形成装置100には色別に画像を形成する4つの画像形成部(画像形成手段)101Y、101M、101C、101Bkが備えられている。ここでのY、M、C、Bkは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部101Y、101M、101C、101Bkはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。 First, the image forming apparatus 100 of this embodiment will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 100 includes four image forming units (image forming units) 101Y, 101M, 101C, and 101Bk that form images according to colors. Here, Y, M, C, and Bk represent yellow, magenta, cyan, and black, respectively. The image forming units 101Y, 101M, 101C, and 101Bk perform image formation using toners of yellow, magenta, cyan, and black, respectively.
画像形成部101Y、101M、101C、101Bkには感光体であるところの感光ドラム102Y、102M、102C、102Bkが備えられている。感光ドラム102Y、102M、102C、102Bkの周りには、帯電装置103Y、103M、103C、103Bk、光走査装置104Y、104M、104C、104Bk、現像装置105Y、105M、105C、105Bkがそれぞれ設けられている。また、感光ドラム102Y、102M、102C、102Bkの周りには、ドラムクリーニング装置106Y、106M、106C、106Bkが配置されている。 The image forming units 101Y, 101M, 101C, and 101Bk are provided with photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102Bk that are photosensitive members. Around the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102Bk, charging devices 103Y, 103M, 103C, and 103Bk, optical scanning devices 104Y, 104M, 104C, and 104Bk, and developing devices 105Y, 105M, 105C, and 105Bk are provided, respectively. . In addition, drum cleaning devices 106Y, 106M, 106C, and 106Bk are disposed around the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102Bk.
感光ドラム102Y、102M、102C、102Bkの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト107が配置されている。中間転写ベルト107は、駆動ローラ108と従動ローラ109及び110とに張架され、画像形成中は図1中の矢印B方向に回転する。また、中間転写ベルト107(中間転写体)を介して、感光ドラム102Y、102M、102C、102Bkに対向する位置には一次転写装置111Y、111M、111C、111Bkが設けられている。 An endless belt-like intermediate transfer belt 107 is disposed below the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102Bk. The intermediate transfer belt 107 is stretched around a driving roller 108 and driven rollers 109 and 110, and rotates in the direction of arrow B in FIG. 1 during image formation. In addition, primary transfer devices 111Y, 111M, 111C, and 111Bk are provided at positions facing the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102Bk via the intermediate transfer belt 107 (intermediate transfer member).
また、本実施形態の画像形成装置100は、中間転写ベルト107上のトナー像を記録媒体Sに転写するための2次転写装置112、記録媒体上のトナー像を定着するための定着装置113を備える。 Further, the image forming apparatus 100 of the present embodiment includes a secondary transfer device 112 for transferring the toner image on the intermediate transfer belt 107 to the recording medium S, and a fixing device 113 for fixing the toner image on the recording medium. Prepare.
ここでかかる構成を有する画像形成装置100の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における当該画像形成プロセスは同一であるため、画像形成プロセスを画像形成部101Yを例にして説明し、画像形成部101M、101C、101Bkにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。 Here, an image forming process from the charging process to the developing process of the image forming apparatus 100 having such a configuration will be described. Since the image forming process in each image forming unit is the same, the image forming process will be described using the image forming unit 101Y as an example, and the description of the image forming processes in the image forming units 101M, 101C, and 101Bk will be omitted.
まず画像形成部101Yの帯電装置により回転駆動される感光ドラム102Yを帯電する。帯電された感光ドラム102Y(像担持体上)は、光走査装置104Yから出射されるレーザ光によって露光される。これによって、回転する感光体上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置105Yによってイエローのトナー像として現像される。 First, the photosensitive drum 102Y that is rotationally driven by the charging device of the image forming unit 101Y is charged. The charged photosensitive drum 102Y (on the image carrier) is exposed by laser light emitted from the optical scanning device 104Y. As a result, an electrostatic latent image is formed on the rotating photoconductor. Thereafter, the electrostatic latent image is developed as a yellow toner image by the developing device 105Y.
以下、転写工程以降の画像形成プロセスについて画像形成部を例にして説明をする。一次転写装置111Y、111M、111C、111Bkが転写ベルトに転写バイアスを印加することによって各画像形成部の感光ドラム102Y、102M、102C、102Bk上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれ中間転写ベルト107に転写される。これによって中間転写ベルト107上で各色のトナー像が重ね合わされる。 Hereinafter, the image forming process after the transfer process will be described using the image forming unit as an example. The yellow, magenta, cyan, and black toner images formed on the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102Bk of the image forming units when the primary transfer devices 111Y, 111M, 111C, and 111Bk apply a transfer bias to the transfer belt. Are respectively transferred to the intermediate transfer belt 107. As a result, the toner images of the respective colors are superimposed on the intermediate transfer belt 107.
中間転写ベルト107に4色のトナー像が転写されると、中間転写ベルト107上に転写された4色トナー像は2次転写装置112にて、手差し給送カセット114または給紙カセット115から2次転写部T2に搬送されてきた記録媒体S上に再び転写(2次転写)される。そして、記録媒体S上のトナー像は定着装置113で加熱定着され、排紙部116に排紙され、記録媒体S上にフルカラー画像が得られる。 When the four-color toner image is transferred to the intermediate transfer belt 107, the four-color toner image transferred onto the intermediate transfer belt 107 is transferred from the manual feed cassette 114 or the paper feed cassette 115 by the secondary transfer device 112. Transfer (secondary transfer) is performed again on the recording medium S conveyed to the next transfer portion T2. Then, the toner image on the recording medium S is heated and fixed by the fixing device 113 and discharged to the paper discharge unit 116, and a full color image is obtained on the recording medium S.
なお、転写が終了したそれぞれの感光ドラム102Y、102M、102C、102Bkは、ドラムクリーニング装置106Y、106M、106C、106Bkによって残留トナーを除去され、その後、上記の画像形成プロセスが引き続き行われる。 The photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102Bk that have been transferred have their residual toner removed by the drum cleaning devices 106Y, 106M, 106C, and 106Bk, and then the above-described image forming process continues.
次に、図2、図3、及び図7を用いて光走査装置104Y、104M、104C、104Bkの構成を説明する。なお、各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Y、M、C、Bkを省略する。光走査装置104は光学箱201を備え、光学箱201内部には以下で説明する各種光学部材が配置されている。 Next, the configuration of the optical scanning devices 104Y, 104M, 104C, and 104Bk will be described with reference to FIG. 2, FIG. 3, and FIG. Since the configuration of each optical scanning device is the same, subscripts Y, M, C, and Bk indicating colors are omitted in the following description. The optical scanning device 104 includes an optical box 201, and various optical members described below are arranged inside the optical box 201.
図2A(a)は光走査装置104の斜視図、図2A(b)は光走査装置104の上面図、図2B(c)は図2B(b)におけるA−A’の断面図、図2(d)は主要な光学部品の構成を示した斜視図である。図2A(a)に示すように、光学箱201には後述する光学ユニット200が取り付けられている。光学箱201の内部には、レーザ光が感光ドラム上を所定の方向に走査するように光学ユニットから出射されたレーザ光を偏向する偏向手段であるところの回転多面鏡202が備えられている。回転多面鏡202は図2B(c)に示すモータ203によって回転駆動される。回転多面鏡202によって偏向されたレーザ光は第1のfθレンズ204(第1のレンズ)に入射する。第1のfθレンズ204は、レーザ光が入射する入射面側に設けられた位置決め部219によって位置決めされている。第1のfθレンズ204を通過したレーザ光は、反射ミラー205、反射ミラー206(図2B(c)、(d)参照)によって反射され、第2のfθレンズ207に入射する。第2のfθレンズ207を通過したレーザ光は反射ミラー208によって反射され、防塵ガラス409を通過して感光ドラム上に導かれる。回転多面鏡202によって等角速度で走査されるレーザ光は第1のfθレンズ204と第2のfθレンズ207により感光体上に結像し、かつ感光体上を等速度で走査する。 2A (a) is a perspective view of the optical scanning device 104, FIG. 2A (b) is a top view of the optical scanning device 104, FIG. 2B (c) is a cross-sectional view of AA ′ in FIG. 2B (b), and FIG. (D) is the perspective view which showed the structure of the main optical components. As shown in FIG. 2A (a), an optical unit 200 described later is attached to the optical box 201. Inside the optical box 201, there is provided a rotating polygon mirror 202 which is a deflecting means for deflecting the laser light emitted from the optical unit so that the laser light scans the photosensitive drum in a predetermined direction. The rotary polygon mirror 202 is rotationally driven by a motor 203 shown in FIG. 2B (c). The laser light deflected by the rotating polygon mirror 202 is incident on the first fθ lens 204 (first lens). The first fθ lens 204 is positioned by a positioning portion 219 provided on the incident surface side on which the laser light is incident. The laser light that has passed through the first fθ lens 204 is reflected by the reflection mirror 205 and the reflection mirror 206 (see FIGS. 2B (c) and 2 (d)) and enters the second fθ lens 207. The laser light that has passed through the second fθ lens 207 is reflected by the reflection mirror 208, passes through the dustproof glass 409, and is guided onto the photosensitive drum. Laser light scanned at a constant angular velocity by the rotary polygon mirror 202 forms an image on the photosensitive member by the first fθ lens 204 and the second fθ lens 207 and scans the photosensitive member at a constant velocity.
本実施例の光走査装置104は光ビーム分離手段であるビームスプリッター210を有する。ビームスプリッター210は、光学ユニット200から出射され、回転多面鏡202に向かうレーザ光の光路上に配置されている。本実施例において、ビームスプリッター210は光学ユニット200と回転多面鏡202との間に配置されている。ビームスプリッター210に入射したレーザ光は透過光である第1のレーザ光(第1の光ビーム)と反射光である第2のレーザ光(第2の光ビーム)とに分離される。 The optical scanning device 104 of this embodiment includes a beam splitter 210 that is a light beam separating unit. The beam splitter 210 is disposed on the optical path of laser light emitted from the optical unit 200 and directed to the rotary polygon mirror 202. In this embodiment, the beam splitter 210 is disposed between the optical unit 200 and the rotary polygon mirror 202. The laser light incident on the beam splitter 210 is separated into first laser light (first light beam) that is transmitted light and second laser light (second light beam) that is reflected light.
図6(a)はビームスプリッター210が配置された部分の拡大斜視図、図6(b)はその上面図である。図6(b)に示すように、ビームスプリッター210は入射面210aと出射面210bを有しており、入射面210aには一定の反射率(透過率)となるようコーティング(膜)が形成されている。出射面210bは内面反射が発生しても、内面反射されたレーザ光が入射面210aで反射された第2のレーザ光とは異なる方向に導かれるように入射面210aに対しわずかな角度差を有している。即ち、入射面210aと出射面210bは平行ではない。また、ビームスプリッター210の入射面210aで反射された第2のレーザ光は光学ユニット200から出射されて回転多面鏡202に向かうレーザ光の光束に関して第1のfθレンズ204と反対側に導かれる。 FIG. 6A is an enlarged perspective view of a portion where the beam splitter 210 is disposed, and FIG. 6B is a top view thereof. As shown in FIG. 6B, the beam splitter 210 has an entrance surface 210a and an exit surface 210b, and a coating (film) is formed on the entrance surface 210a so as to have a constant reflectance (transmittance). ing. Even if the exit surface 210b undergoes internal reflection, a slight angular difference with respect to the entrance surface 210a is provided so that the laser light reflected by the internal surface is guided in a different direction from the second laser light reflected by the entrance surface 210a. Have. That is, the entrance surface 210a and the exit surface 210b are not parallel. Further, the second laser light reflected by the incident surface 210 a of the beam splitter 210 is guided to the opposite side of the first fθ lens 204 with respect to the light beam of the laser light emitted from the optical unit 200 and directed to the rotary polygon mirror 202.
第1のレーザ光は回転多面鏡202によって偏向され、上述の如く感光ドラムに導かれる。第2のレーザ光は、図2A(a)に示す集光レンズ215(第2のレンズ)を通過した後、光学センサ(受光部)であるフォトダイオード211(以下、PD211)に入射する。光学箱201の側壁には開口が設けられており、集光レンズ215は、PD211とビームスプリッター210とを結ぶ線分上に配置される。PD211は、この開口に光学箱201の外側から取り付けられている。集光レンズ215を通過した第2のレーザ光は開口を通過してPD211に入射する。光走査装置104の小型化、及びコストを抑制するために第2のレーザ光の光路上には反射ミラーが配置されていない。PD211は、受光光量に応じた検知信号を出力し、出力された検知信号に基づいて後述する自動光量制御(Automatic Power Control:APC)が行われる。なお、PD211は、光学箱201の内部に設けられていても良い。 The first laser beam is deflected by the rotary polygon mirror 202 and guided to the photosensitive drum as described above. The second laser light passes through a condenser lens 215 (second lens) shown in FIG. 2A (a), and then enters a photodiode 211 (hereinafter, PD 211) that is an optical sensor (light receiving unit). An opening is provided in the side wall of the optical box 201, and the condenser lens 215 is disposed on a line segment connecting the PD 211 and the beam splitter 210. The PD 211 is attached to this opening from the outside of the optical box 201. The second laser light that has passed through the condenser lens 215 passes through the opening and enters the PD 211. In order to reduce the size and cost of the optical scanning device 104, no reflecting mirror is disposed on the optical path of the second laser beam. The PD 211 outputs a detection signal corresponding to the amount of received light, and automatic light control (APC) described later is performed based on the output detection signal. Note that the PD 211 may be provided inside the optical box 201.
また、本実施例の光走査装置104は、感光ドラム上において画像データに基づくレーザ光の出射タイミングを決定するための同期信号を生成するBeam Detector212(以下、BD212とする。)を備える。図2B(d)に示すように、回転多面鏡202によって偏向されたレーザ光(第1のレーザ光)は、第1のfθレンズ204を通過し、反射ミラー205、反射ミラー214によって反射され、BD212に入射する。 Further, the optical scanning device 104 of this embodiment includes a Beam Detector 212 (hereinafter referred to as BD 212) that generates a synchronization signal for determining the emission timing of laser light based on image data on the photosensitive drum. As shown in FIG. 2B (d), the laser light (first laser light) deflected by the rotary polygon mirror 202 passes through the first fθ lens 204, is reflected by the reflection mirror 205, and the reflection mirror 214, Incident on BD212.
光学箱201は上下に開放面を備える形状であるため、図2B(c)に示すように、光学箱201は、上フタ217と下フタ218が取り付けられて内部が密閉される。 Since the optical box 201 has a shape with open surfaces at the top and bottom, as shown in FIG. 2B (c), the optical box 201 is attached with an upper lid 217 and a lower lid 218, and the inside is sealed.
図3は、光走査装置104の筐体に取り付けられる光学ユニット200の分解斜視図である。図3(a)は後述するレンズ鏡筒側から見た斜視図であり、図3(b)は後述する基板側から見た斜視図である。 FIG. 3 is an exploded perspective view of the optical unit 200 attached to the housing of the optical scanning device 104. FIG. 3A is a perspective view seen from the lens barrel side described later, and FIG. 3B is a perspective view seen from the substrate side described later.
光学ユニット200は、レーザ光(光ビーム)を出射する光源であるところの半導体レーザ302(例えば、垂直共振器型面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting LASER))及び半導体レーザ302を駆動するための電気基板303(以下、基板303とする。)を備える。以下では、半導体レーザ302をVCSEL302として説明する。図3(a)に示すように、VCSEL302は基板303に実装されている。 The optical unit 200 is a semiconductor laser 302 (for example, a vertical cavity surface emitting laser) that is a light source that emits a laser beam (light beam) and an electric for driving the semiconductor laser 302. A substrate 303 (hereinafter referred to as a substrate 303) is provided. Hereinafter, the semiconductor laser 302 will be described as the VCSEL 302. As shown in FIG. 3A, the VCSEL 302 is mounted on the substrate 303.
レーザホルダ301は鏡筒部304を備え、鏡筒部304の先端にはコリメータレンズ305が取り付けられている。コリメータレンズ305は、VCSEL302から出射されるレーザ光(発散光)を平行光に変換する。コリメータレンズ305は、光走査装置104の組み立て時に特定の治具でVCSEL302から出射されるレーザ光の照射位置やピントを検出しながら、レーザホルダ301への設置位置が調整される。コリメータレンズ305の設置位置が決定されると、コリメータレンズ305と鏡筒部304との間に塗布された紫外線硬化型の接着剤に紫外線を照射することでコリメータレンズ305はレーザホルダ301に接着固定される。VCSEL302は基板303に電気的に接続されており、基板303から供給される駆動信号によってVCSEL302はレーザ光を出射する。 The laser holder 301 includes a lens barrel portion 304, and a collimator lens 305 is attached to the tip of the lens barrel portion 304. The collimator lens 305 converts laser light (diverged light) emitted from the VCSEL 302 into parallel light. The collimator lens 305 is adjusted in its installation position on the laser holder 301 while detecting the irradiation position and focus of the laser light emitted from the VCSEL 302 with a specific jig when the optical scanning device 104 is assembled. When the installation position of the collimator lens 305 is determined, the collimator lens 305 is bonded and fixed to the laser holder 301 by irradiating the ultraviolet curable adhesive applied between the collimator lens 305 and the lens barrel 304 with ultraviolet rays. Is done. The VCSEL 302 is electrically connected to the substrate 303, and the VCSEL 302 emits laser light by a drive signal supplied from the substrate 303.
次に、VCSEL302が実装された基板303をレーザホルダ301に固定する方法について説明する。図3において基板303をレーザホルダ301へ固定するための基板支持部材307は、弾性を有する材質でできている。図3(a)に示すように基板支持部材307は、ビス309に螺合する3箇所のビス穴(固定部)、ビス308を通過させる3箇所の開口を備える。ビス309は、基板303に設けられた穴を通過して基板支持部材307に設けられたビス穴に螺合する。また、ビス308は、基板支持部材307の開口を通過してレーザホルダ301に設けられたビス穴に螺合する。 Next, a method for fixing the substrate 303 on which the VCSEL 302 is mounted to the laser holder 301 will be described. In FIG. 3, a substrate support member 307 for fixing the substrate 303 to the laser holder 301 is made of an elastic material. As shown in FIG. 3A, the substrate support member 307 includes three screw holes (fixed portions) that are screwed into the screws 309 and three openings that allow the screws 308 to pass therethrough. The screw 309 passes through the hole provided in the substrate 303 and is screwed into the screw hole provided in the substrate support member 307. Further, the screw 308 passes through the opening of the substrate support member 307 and is screwed into a screw hole provided in the laser holder 301.
光学ユニットを組み立てる際に、まず、基板支持部材307をビス308でレーザホルダ301に固定する。次にレーザホルダ301に設けられた3箇所の突き当て部301a(図3(b)参照)に基板303に実装されたVCSEL302を押しつける。基板支持部材307と基板303との間にはすき間が存在する。次に、ビス309を締結することにより基板支持部材307がレーザホルダ301側を凸とする弓形に弾性変形する。その復元力によって基板303が突き当て部301aに押し付けられて、VCSEL302がレーザホルダ301に固定される。 When assembling the optical unit, first, the substrate support member 307 is fixed to the laser holder 301 with screws 308. Next, the VCSEL 302 mounted on the substrate 303 is pressed against three abutting portions 301 a (see FIG. 3B) provided on the laser holder 301. There is a gap between the substrate support member 307 and the substrate 303. Next, by fastening the screw 309, the substrate support member 307 is elastically deformed into an arcuate shape with the laser holder 301 projecting. The substrate 303 is pressed against the abutting portion 301 a by the restoring force, and the VCSEL 302 is fixed to the laser holder 301.
図4は、本実施例の画像形成装置の制御ブロック図である。なお、本実施例における各色の画像形成部における構成要素は同一のものであるため、以下では、画像形成部101Yの制御ブロック図を例に説明する。 FIG. 4 is a control block diagram of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. Since the components in the image forming units for the respective colors in the present embodiment are the same, a control block diagram of the image forming unit 101Y will be described below as an example.
CPU401はメモリ402に記憶された制御プログラムに基づいて各要素に所定の制御を実行させる制御部である。図5に示すプロセスユニットは、感光ドラムを駆動する駆動部、帯電装置103Y、現像装置105Y、ドラムクリーニング装置106Y、駆動ローラ108、一次転写装置111Yを総称したものであり、その詳細な制御については説明を省略する。また、CPU401は、2次転写装置112、記録媒体S上のトナー像を定着するための定着装置113を制御するが、詳細な制御については説明を省略する。 The CPU 401 is a control unit that causes each element to execute predetermined control based on a control program stored in the memory 402. The process unit shown in FIG. 5 is a generic term for a drive unit that drives a photosensitive drum, a charging device 103Y, a developing device 105Y, a drum cleaning device 106Y, a drive roller 108, and a primary transfer device 111Y. Description is omitted. In addition, the CPU 401 controls the secondary transfer device 112 and the fixing device 113 for fixing the toner image on the recording medium S, but a detailed description of the control is omitted.
メモリ402には、制御プログラムの他、APCを実行する際に用いる参照値データ、各発光素子の出射タイミングを規定するタイミングデータが記憶されている。CPU401は、同期信号よりも高周波数のクロック信号を生成する水晶発振器などのクロック信号生成部とクロック信号をカウントするカウンタを内蔵している。 In addition to the control program, the memory 402 stores reference value data used when executing APC and timing data that defines the emission timing of each light emitting element. The CPU 401 includes a clock signal generation unit such as a crystal oscillator that generates a clock signal having a frequency higher than that of the synchronization signal, and a counter that counts the clock signal.
CPU401には、BD212から出力される同期信号が入力される。また、CPU401には、PD211から出力される検知信号が入力される。CPU401は、同期信号に基づいてレーザドライバ403に制御信号を送信し、レーザドライバ403は制御信号に基づいてVCSEL302に駆動信号を送信する。 A synchronization signal output from the BD 212 is input to the CPU 401. Further, the detection signal output from the PD 211 is input to the CPU 401. The CPU 401 transmits a control signal to the laser driver 403 based on the synchronization signal, and the laser driver 403 transmits a drive signal to the VCSEL 302 based on the control signal.
以下、図5を用いて本実施例においてレーザ光が1走査される1走査周期内に行われる制御について説明する。 Hereinafter, the control performed in one scanning period in which laser light is scanned once in this embodiment will be described with reference to FIG.
図5において、(1)はBD212からの同期信号(BD信号)を示し、(2)はVCSEL302の複数の発光素子のうちのレーザドライバ403から発光素子Aに送信される駆動信号を示し、(3)はVCSEL302の複数の発光素子のうちのレーザドライバ403から発光素子Bに送信される駆動信号を示している。なお、説明を簡易にするために、発光素子A及びBのみを示しているが、発光素子数は3つ以上であっても良い。 In FIG. 5, (1) shows a synchronization signal (BD signal) from the BD 212, (2) shows a drive signal transmitted from the laser driver 403 to the light emitting element A among the plurality of light emitting elements of the VCSEL 302, 3) shows a drive signal transmitted from the laser driver 403 to the light emitting element B among the plurality of light emitting elements of the VCSEL 302. For the sake of simplicity, only the light emitting elements A and B are shown, but the number of light emitting elements may be three or more.
図5の(2)に示すように、レーザドライバ403は、同期信号を生成するために、発光素子Aからの光ビームがBD212に入射するタイミングに合わせて発光素子Aに駆動信号を送信する。その駆動信号に応じて発光素子Aからはレーザ光が出射され、そのレーザ光を受光したBD212は同期信号を生成する。 As shown in (2) of FIG. 5, the laser driver 403 transmits a drive signal to the light emitting element A in accordance with the timing at which the light beam from the light emitting element A enters the BD 212 in order to generate a synchronization signal. In response to the drive signal, laser light is emitted from the light emitting element A, and the BD 212 receiving the laser light generates a synchronization signal.
CPU401は、同期信号の生成タイミングに基づいて主走査方向の露光開始位置(画像形成開始位置)を決定する。CPU401は、同期信号が生成されたことに応じてカウントされるカウント値が各発光素子に対応して設定された第1の所定値(上記タイミングデータのうちのひとつ)になったことに応じて画像データに基づくレーザ光の出射をレーザドライバ403に開始させる。即ち、図5の(2)(3)に示すように、CPU401は、同期信号が生成されてから第1の所定値に対応する所定時間T11、T12(sec)後に感光ドラム上にトナー像を形成するためのレーザ光の出射をレーザドライバ403に開始させる。その後、図5の(2)(3)の潜像形成期間において画像データに基づくレーザ光が発光素子A及びBからそれぞれ出射される。なお、本実施例の光走査装置は、発光素子Aから出射されたレーザ光の結像位置と発光素子Bから出射されたレーザ光の結像位置がレーザ光が感光体を走査する走査方向(主走査方向)においてずれている。そのため、同期信号が生成されてから発光素子Aが画像データに基づくレーザ光を出射するまでの時間をT11とし、T11から(T11―T12)遅れて発光素子Bがレーザ光を出射するように設計されている。 The CPU 401 determines the exposure start position (image formation start position) in the main scanning direction based on the generation timing of the synchronization signal. The CPU 401 responds when the count value counted in response to the generation of the synchronization signal becomes the first predetermined value (one of the timing data) set corresponding to each light emitting element. The laser driver 403 starts emitting laser light based on the image data. That is, as shown in (2) and (3) of FIG. 5, the CPU 401 forms a toner image on the photosensitive drum after predetermined times T11 and T12 (sec) corresponding to the first predetermined value after the synchronization signal is generated. The laser driver 403 starts to emit laser light for formation. Thereafter, laser light based on the image data is emitted from the light emitting elements A and B in the latent image formation period of (2) and (3) in FIG. In the optical scanning device of this embodiment, the imaging position of the laser light emitted from the light emitting element A and the imaging position of the laser light emitted from the light emitting element B are in the scanning direction in which the laser light scans the photosensitive member ( In the main scanning direction). Therefore, the time from when the synchronization signal is generated until the light emitting element A emits the laser light based on the image data is T11, and the light emitting element B emits the laser light with a delay of (T11-T12) from T11. Has been.
CPU401は、同期信号が生成されたことに応じてカウンタのカウント値をリセットし、かつカウントを開始する。そして、CPU401は、カウンタのカウント値が各発光素子に対応して設定された第2の所定値(上記タイミングデータのうちのひとつ)になったことに応じてCPU401は、VCSEL302の各発光素子を個別に点灯させ、各発光素子から出射されたレーザ光を受光した受光結果に基づいて各発光素子のAPCを実行する。即ち、図5に示すように、CPU401は、同期信号が生成されてから第2の所定値に対応する所定時間T21、T22(sec)後にAPCを実行する。APCは、図5に示すAPC実行期間中に実行される。 The CPU 401 resets the count value of the counter in response to the generation of the synchronization signal and starts counting. Then, in response to the count value of the counter reaching the second predetermined value (one of the timing data) set in correspondence with each light emitting element, the CPU 401 changes each light emitting element of the VCSEL 302. APC of each light emitting element is executed based on the light reception result of individually turning on and receiving the laser light emitted from each light emitting element. That is, as shown in FIG. 5, the CPU 401 executes APC after predetermined times T21 and T22 (sec) corresponding to the second predetermined value after the synchronization signal is generated. APC is executed during the APC execution period shown in FIG.
なお、上記の各発光素子に対応して設定された第1の所定値及び第2の所定値は、回転多面鏡の回転速度を考慮して回転多面鏡に走査されたレーザ光がBD212、PD211に入射するタイミングに基づいて設定される。 Note that the first predetermined value and the second predetermined value set corresponding to each of the light emitting elements described above are based on the rotational speed of the rotary polygon mirror, and the laser light scanned on the rotary polygon mirror is BD212, PD211. Is set based on the timing at which the light enters.
CPU401は、PD211から出力される検知信号の電圧と目標光量に対応する参照電圧(メモリ402に記憶された参照データに相当)とを比較し、電圧の差分に基づいて各発光素子に供給する駆動信号である駆動電流値を制御する。即ち、PD211から出力される検知信号の電圧が目標光量に対応する電圧よりも低い場合、発光素子に供給する駆動電流を増加させてレーザ光の光量を増大させる。一方、PD211から出力される検知信号の電圧が目標光量に対応する電圧よりも高い場合、レーザドライバ403から発光素子に供給する電流を減少させてレーザ光の光量を低下させる。 The CPU 401 compares the voltage of the detection signal output from the PD 211 with a reference voltage corresponding to the target light amount (corresponding to reference data stored in the memory 402), and supplies the light to each light emitting element based on the voltage difference. A drive current value as a signal is controlled. That is, when the voltage of the detection signal output from the PD 211 is lower than the voltage corresponding to the target light amount, the drive current supplied to the light emitting element is increased to increase the light amount of the laser light. On the other hand, when the voltage of the detection signal output from the PD 211 is higher than the voltage corresponding to the target light amount, the current supplied from the laser driver 403 to the light emitting element is decreased to reduce the light amount of the laser light.
続いて、本実施例における光走査装置の特徴について図2B(c)及び図6を用いて説明する。回転多面鏡202が回転するとモータ203が発熱する。回転多面鏡202が回転すると、回転多面鏡202の半径方向外側に向かって気流が発生する。この熱を帯びた気流が集光レンズ215及びPD211に直接あたると、集光レンズ215の光学特性(屈折率等)や設置位置の変動、PD211の光電変換特性などが変化する。 Next, features of the optical scanning device in the present embodiment will be described with reference to FIG. 2B (c) and FIG. When the rotary polygon mirror 202 rotates, the motor 203 generates heat. When the rotating polygonal mirror 202 rotates, an air flow is generated toward the radially outer side of the rotating polygonal mirror 202. When this heated airflow directly hits the condenser lens 215 and the PD 211, the optical characteristics (refractive index, etc.) of the condenser lens 215, changes in the installation position, the photoelectric conversion characteristics of the PD 211, and the like change.
集光レンズ215の光学特性や設置位置が変動して第2のレーザ光の光路が変化すると、レーザ光がPD211の受光面から逸れてしまう。PD211の受光面に確実にレーザ光が結像するように受光面の面積が広いPD211を用いると、コストが高くなってしまう。また、PD211の受光面からレーザ光が逸れた場合、VCSEL302の発光素子から出射されるレーザ光の光量が適正であっても、PD211に入射する第2のレーザ光の光量が少なくなるため、CPU401は、VCSEL302の発光素子の光量を上げるように制御してしまう。また、PD211の温度が上昇すると、PD211の内部抵抗値が変動してPD211からCPU401への出力値が真の値からずれてしまうおそれがある。 When the optical characteristics and the installation position of the condenser lens 215 change and the optical path of the second laser light changes, the laser light deviates from the light receiving surface of the PD 211. If PD 211 having a large area of the light receiving surface is used so that laser light is reliably imaged on the light receiving surface of PD 211, the cost increases. Further, when the laser beam deviates from the light receiving surface of the PD 211, the amount of the second laser beam incident on the PD 211 is reduced even if the amount of the laser beam emitted from the light emitting element of the VCSEL 302 is appropriate. Controls to increase the light quantity of the light emitting element of the VCSEL 302. Further, when the temperature of the PD 211 rises, the internal resistance value of the PD 211 may fluctuate and the output value from the PD 211 to the CPU 401 may deviate from the true value.
そこで、図6(a)に示すように、光学箱201には回転多面鏡202が配置された領域と集光レンズ215が配置された領域との間に光学箱201の底面から立設する壁216が設けられている。壁216は、光学箱201の成型時に一体的に形成された部材である。壁216は、光学箱201の外壁(側壁)から光学箱201の内部に向かって延びており、回転多面鏡202とモータ203が配置された領域Aと集光レンズ215とPD211(側壁の開口)が配置された領域Bとの間に立設する。図2B(c)に示すように、壁216の上端の位置(光学箱201の底面からの壁216の高さ)は回転多面鏡202の複数の反射面の上端よりも高くなっている。即ち、光学箱201の底面から立設する壁216は回転多面鏡202の反射面の少なくとも1つに対向する。壁216に対向する回転多面鏡202の反射面は、回転多面鏡202の回転位相によって異なる。さらに、壁216の上端は集光レンズ215の上端(光学箱201の底面からの集光レンズの高さ)よりも高くなっている。また、ビームスプリッター210の上端(光学箱201の底面からのビームスプリッターの高さ)も回転多面鏡202の複数の反射面の位置よりも高くなっている。これにより回転多面鏡202が回転することで発生する熱を帯びた気流が集光レンズ215およびPD211に直接あたることを防止することができる。なお、上記高さの基準となる「光学箱の底面」とは、図2B(c)の201aの面である。さらに、壁216は底面から立設しているため、光学箱201を補強する補強部(補強リブ)としての役割も果たす。なお、壁216は、光学箱201と別体の部材であってもよい。 Therefore, as shown in FIG. 6A, a wall standing from the bottom surface of the optical box 201 between the area where the rotating polygon mirror 202 is arranged and the area where the condenser lens 215 is arranged in the optical box 201. 216 is provided. The wall 216 is a member formed integrally when the optical box 201 is molded. The wall 216 extends from the outer wall (side wall) of the optical box 201 toward the inside of the optical box 201, and includes an area A where the rotary polygon mirror 202 and the motor 203 are disposed, a condensing lens 215, and a PD 211 (opening on the side wall). Is set up between the area B and the area B. As shown in FIG. 2B (c), the position of the upper end of the wall 216 (the height of the wall 216 from the bottom surface of the optical box 201) is higher than the upper ends of the plurality of reflecting surfaces of the rotary polygon mirror 202. That is, the wall 216 erected from the bottom surface of the optical box 201 faces at least one of the reflecting surfaces of the rotary polygon mirror 202. The reflection surface of the rotary polygon mirror 202 facing the wall 216 differs depending on the rotation phase of the rotary polygon mirror 202. Furthermore, the upper end of the wall 216 is higher than the upper end of the condenser lens 215 (the height of the condenser lens from the bottom surface of the optical box 201). Further, the upper end of the beam splitter 210 (the height of the beam splitter from the bottom surface of the optical box 201) is also higher than the positions of the plurality of reflecting surfaces of the rotary polygon mirror 202. As a result, it is possible to prevent the airflow generated by the rotation of the rotary polygon mirror 202 from directly hitting the condenser lens 215 and the PD 211. The “bottom surface of the optical box” serving as a reference for the height is the surface 201a in FIG. 2B (c). Furthermore, since the wall 216 is erected from the bottom surface, it also serves as a reinforcing portion (reinforcing rib) that reinforces the optical box 201. The wall 216 may be a separate member from the optical box 201.
また、光学箱201の底面に平行な方向において、ビームスプリッター210は壁216に隣接した位置に配置され、ビームスプリッター210の一端と壁216の端部とが互いに光学箱201の高さ方向において接触している。これによって、壁216とビームスプリッター210とは、回転多面鏡202が配置された領域と集光レンズ215及びPD211が配置された領域とを分離し、壁216とビームスプリッター210とによって上記気流を遮蔽することができ、熱を帯びた気流が集光レンズ215及びPD211に及ぼす影響を低減することができる。さらに、光学箱201の底面に平行な方向において、図6(b)に示すようにビームスプリッター210の他端とfθレンズ204の位置決め部219とが互いに光学箱201の高さ方向において接触しており、回転多面鏡202の複数の反射面の高さの位置において、領域Aと領域Bとが隔絶されている。 Further, the beam splitter 210 is disposed adjacent to the wall 216 in a direction parallel to the bottom surface of the optical box 201, and one end of the beam splitter 210 and the end of the wall 216 are in contact with each other in the height direction of the optical box 201. doing. As a result, the wall 216 and the beam splitter 210 separate the area where the rotating polygonal mirror 202 is arranged from the area where the condenser lens 215 and the PD 211 are arranged, and the wall 216 and the beam splitter 210 shield the airflow. It is possible to reduce the influence of the heated airflow on the condenser lens 215 and the PD 211. Further, in the direction parallel to the bottom surface of the optical box 201, as shown in FIG. 6B, the other end of the beam splitter 210 and the positioning portion 219 of the fθ lens 204 are in contact with each other in the height direction of the optical box 201. In addition, the region A and the region B are isolated from each other at the height of the plurality of reflecting surfaces of the rotary polygon mirror 202.
図7を用いて壁216の効果について説明する。図7は、回転多面鏡202を連続して回転させたときの領域A、領域B、領域Cの温度変動を示している。縦軸が温度(℃)を示し、横軸が時間(分)を示している。領域Cは、回転多面鏡202からの気流が直接当たる第1のfθレンズ204上の点であり、比較対象のために記載している。点線で示す領域Cの温度変動に比べて、壁216の存在によって一点鎖線で示す領域Bの温度が低く抑えられていることがわかる。 The effect of the wall 216 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows temperature fluctuations in the region A, the region B, and the region C when the rotary polygon mirror 202 is continuously rotated. The vertical axis indicates temperature (° C.), and the horizontal axis indicates time (minutes). A region C is a point on the first fθ lens 204 to which the airflow from the rotary polygon mirror 202 directly hits, and is described for comparison. It can be seen that the temperature of the region B indicated by the alternate long and short dash line is suppressed by the presence of the wall 216 as compared with the temperature fluctuation of the region C indicated by the dotted line.
前述の実施例では光学箱201の壁216は外壁からビームスプリッター210の端面までの範囲において集光レンズ215より高く設定されており、ビームスプリッター210の部分は高さは壁216より低い構成であるが、図8に示すように、壁216bにビームスプリッター210が取り付けられる開口部(不図示)を設け、壁216bをfθレンズ204の位置決め部219に連結するようにしても良い。つまり、壁216bが光学箱201の側壁と位置決め部219とを連結する連結部としても良い。この場合、ビームスプリッター210の上側にも壁216bが設けられることになる。 In the above-described embodiment, the wall 216 of the optical box 201 is set higher than the condenser lens 215 in the range from the outer wall to the end face of the beam splitter 210, and the height of the portion of the beam splitter 210 is lower than that of the wall 216. However, as shown in FIG. 8, an opening (not shown) to which the beam splitter 210 is attached may be provided on the wall 216 b, and the wall 216 b may be connected to the positioning portion 219 of the fθ lens 204. That is, the wall 216b may be a connecting portion that connects the side wall of the optical box 201 and the positioning portion 219. In this case, the wall 216b is also provided on the upper side of the beam splitter 210.
なお、壁216、216bを上フタ217に接するようにすればさらに領域Bの温度上昇を抑えることができる。このとき発熱源であるモータ203の周囲を完全に囲んでしまうと熱がこもってしまい偏昇温により光学箱201が変形する恐れがある。そのため光学箱201の回転多面鏡202に関してビームスプリッター210と反対側部分や第1のfθレンズ204の上部は上フタ217との間に適度の空間を確保しておくことが望ましい。 If the walls 216 and 216b are in contact with the upper lid 217, the temperature rise in the region B can be further suppressed. At this time, if the periphery of the motor 203 which is a heat generation source is completely enclosed, the heat is trapped and the optical box 201 may be deformed due to a partial temperature increase. For this reason, it is desirable that an appropriate space is ensured between the rotating polygon mirror 202 of the optical box 201 and the upper lid 217 on the opposite side of the beam splitter 210 and the upper portion of the first fθ lens 204.
また、本実施例では、回転多面鏡202と集光レンズ215との間に壁216を設けているのに対して、回移転多面鏡202と第1のfθレンズ204との間に壁を設けていない。壁216によって集光レンズ215が配置された領域Bに熱風が流れない。そのため、回転多面鏡202の温度が上昇し、光学箱201の領域Aの部分が変形してしまう。それに対して、本実施例の光走査装置104は、回移転多面鏡202と第1のfθレンズ204との間を開放することによって、回転多面鏡202の回転によって生じる熱風を第1のfθレンズ204側に流れるように構成している。 In this embodiment, a wall 216 is provided between the rotating polygon mirror 202 and the condenser lens 215, whereas a wall is provided between the rotational polygon mirror 202 and the first fθ lens 204. Not. Hot air does not flow in the region B where the condenser lens 215 is disposed by the wall 216. As a result, the temperature of the rotary polygon mirror 202 rises and the region A of the optical box 201 is deformed. On the other hand, the optical scanning device 104 of the present embodiment opens the space between the rotary polygon mirror 202 and the first fθ lens 204 to generate hot air generated by the rotation of the rotary polygon mirror 202 with the first fθ lens. It is configured to flow to the 204 side.
以上で説明したように、回転多面鏡202及びモータが配置された領域とレンズが配置された領域との間に壁216または216bを設けることによって熱風が集光レンズ215に直接当たることを防止することができる。これにより、連続画像形成中であってもAPCを実行することができる。 As described above, by providing the wall 216 or 216b between the area where the rotary polygon mirror 202 and the motor are arranged and the area where the lens is arranged, the hot air is prevented from directly hitting the condenser lens 215. be able to. Thereby, APC can be executed even during continuous image formation.
201 光学箱
202 回転多面鏡
211 フォトダイオード
215 集光レンズ
216 壁
201 Optical box 202 Rotating polygon mirror 211 Photodiode 215 Condensing lens 216 Wall
Claims (16)
前記光源から出射された光ビームを第1の光ビームと第2の光ビームとに分離するビームスプリッターと、
前記ビームスプリッターによって分離された前記第1の光ビームが感光体上を走査するように前記第1の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を回転駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームを前記感光体に導く第1のレンズと、
前記ビームスプリッターによって反射された第2の光ビームを受光する光学センサと、
前記ビームスプリッターに入射する前記光ビームの光束に関して前記第1のレンズとは反対側であって、前記ビームスプリッターと前記光学センサとを結ぶ線分上に配置され、前記ビームスプリッターによって分離された前記第2の光ビームが入射し、入射した前記第2の光ビームを前記光学センサに集光させる第2のレンズと、
前記ビームスプリッター、前記第1のレンズ、前記回転多面鏡、前記モータ、前記光学センサ、及び前記第2のレンズが配置される光学箱と、を備え、
前記光学箱は、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第2のレンズが配置された領域との間に前記光学箱の底面から立設する壁を備え、前記光学箱の底面からの前記壁の高さは前記光学箱の底面から前記回転多面鏡までの高さよりも高いことを特徴とする光走査装置。 A light source that emits a light beam;
A beam splitter that separates a light beam emitted from the light source into a first light beam and a second light beam;
A rotating polygon mirror for deflecting the first light beam so that the first light beam separated by the beam splitter scans on a photoreceptor;
A motor for rotationally driving the rotary polygon mirror;
A first lens for guiding the first light beam deflected by the rotary polygon mirror to the photoconductor;
An optical sensor for receiving the second light beam reflected by the beam splitter;
The light beam incident on the beam splitter is disposed on a line segment that is opposite to the first lens with respect to the light beam and that connects the beam splitter and the optical sensor, and is separated by the beam splitter. A second lens that is incident with a second light beam and that focuses the incident second light beam on the optical sensor;
An optical box in which the beam splitter, the first lens, the rotary polygon mirror, the motor, the optical sensor, and the second lens are disposed,
The optical box includes a wall erected from a bottom surface of the optical box between a region where the rotary polygon mirror and the motor are disposed and a region where the second lens is disposed, and the bottom surface of the optical box The height of the wall from is higher than the height from the bottom of the optical box to the rotary polygon mirror.
前記底面と平行な方向における前記ビームスプリッターは、前記壁に隣接した位置に配置され、かつ前記壁に接触し、前記壁及び前記ビームスプリッターは、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第2のレンズが配置された領域とを分離することを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置。 The beam splitter is attached to the bottom surface of the optical box,
The beam splitter in a direction parallel to the bottom surface is disposed at a position adjacent to the wall and is in contact with the wall, and the wall and the beam splitter include an area where the rotary polygon mirror and the motor are disposed. 3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device separates a region where the second lens is disposed. 4.
前記感光体と、
前記第1の光ビームによって露光されることで前記感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記光学センサが受光する前記第2の光ビームの光量に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を制御する制御手段と、を備える画像形成装置。 An optical scanning device according to any one of claims 1 to 6,
The photoreceptor;
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive member by exposure with the first light beam with toner;
Transfer means for transferring a toner image developed on the photoreceptor onto a recording medium;
An image forming apparatus comprising: a control unit configured to control a light amount of the light beam emitted from the light source based on a light amount of the second light beam received by the optical sensor.
前記光源から出射された光ビームを第1の光ビームと第2の光ビームとに分離するビームスプリッターと、
前記ビームスプリッターによって分離された前記第1の光ビームが感光体上を走査するように前記第1の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡を回転駆動するモータと、
前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームを前記感光体に導く第1のレンズと、
前記ビームスプリッターによって反射された第2の光ビームが入射する光学センサと、
前記光源から出射されて前記ビームスプリッターに入射する前記光ビームの光束に関して前記第1のレンズとは反対側であって、前記ビームスプリッターと前記光学センサとを結ぶ線分上に配置され、前記ビームスプリッターによって分離された前記第2の光ビームが入射し、入射した前記第2の光ビームを前記光学センサに集光させる第2のレンズと、
前記ビームスプリッター、前記第1のレンズ、前記回転多面鏡、前記モータ、前記光学センサ、及び前記第2のレンズが配置される光学箱と、を備え、
前記光学箱は、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第2のレンズが配置された領域との間の前記光学箱の底面から立設し、前記回転多面鏡の反射面に対向する壁を備えることを特徴とする光走査装置。 A light source that emits a light beam;
A beam splitter that separates a light beam emitted from the light source into a first light beam and a second light beam;
A rotating polygon mirror for deflecting the first light beam so that the first light beam separated by the beam splitter scans on a photoreceptor;
A motor for rotationally driving the rotary polygon mirror;
A first lens for guiding the first light beam deflected by the rotary polygon mirror to the photoconductor;
An optical sensor on which the second light beam reflected by the beam splitter is incident;
The light beam emitted from the light source and incident on the beam splitter is disposed on a line segment on the opposite side of the first lens from the first lens and connecting the beam splitter and the optical sensor. A second lens that is incident on the second light beam separated by the splitter and that focuses the incident second light beam on the optical sensor;
An optical box in which the beam splitter, the first lens, the rotary polygon mirror, the motor, the optical sensor, and the second lens are disposed,
The optical box is erected from the bottom surface of the optical box between the area where the rotary polygon mirror and the motor are arranged and the area where the second lens is arranged, and is on the reflection surface of the rotary polygon mirror. An optical scanning device comprising opposing walls.
前記底面と平行な方向における前記ビームスプリッターは、前記壁に隣接した位置に配置され、かつ前記壁に接触しており、
前記壁及び前記ビームスプリッターは、前記回転多面鏡及び前記モータが配置された領域と前記第2のレンズが配置された領域とを分離することを特徴とする請求項9または10に記載の光走査装置。 The beam splitter is attached to the bottom surface of the optical box,
The beam splitter in a direction parallel to the bottom surface is disposed at a position adjacent to the wall and is in contact with the wall;
11. The optical scanning according to claim 9, wherein the wall and the beam splitter separate an area where the rotary polygon mirror and the motor are arranged from an area where the second lens is arranged. apparatus.
前記感光体と、
前記第1の光ビームによって露光されることで前記感光体上に形成される静電潜像をトナーによって現像する現像装置と、
前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と、
前記光学センサが受光する前記第2の光ビームの光量に基づいて前記光源から出射される光ビームの光量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
An optical scanning device according to any one of claims 9 to 14,
The photoreceptor;
A developing device that develops an electrostatic latent image formed on the photoreceptor by being exposed by the first light beam with toner;
A transfer device for transferring a toner image developed on the photoreceptor onto a recording medium;
An image forming apparatus comprising: a control unit configured to control a light amount of the light beam emitted from the light source based on a light amount of the second light beam received by the optical sensor.
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